Glúcids: Tipus, Estructura, Funció i Importància Biològica

Glúcids: Definició i Classificació

Els glúcids són biomolècules orgàniques que es poden definir com a polihidroxialdehids o polihidroxicetones. Estan formats per C, H i O, i la seva fórmula empírica és C_n(H₂O)_n. També se'ls ha anomenat "sucres", però no tots ho són. Segons les unitats moleculars que tenen, es classifiquen en:

• Monosacàrids: Contenen un grup aldehid o cetona en la seva molècula. Tenen de 3 a 12 àtoms de C.
• Disacàrids: Dos monosacàrids units.
• Oligosacàrids: Unió d'uns pocs monosacàrids (3-15).
• Polisacàrids: Nombrosos monosacàrids.

Monosacàrids

Els monosacàrids (MNSC) estan constituïts per una cadena de polialcohols amb un grup aldehid o cetona. Són dolços, solubles en aigua, formen cristalls blancs que poden caramel·litzar-se. Poden reduir el Cu²⁺ a Cu⁺. Tenen funció energètica i formen part d'àcids nucleics, ATP i altres molècules.

El gliceraldehid només té un C asimètric que, si el col·loquem al centre d'un tetraedre imaginari, s'obtenen dos estereoisòmers que són com un objecte i la seva imatge especular. Aquests dos compostos són un tipus d'estereoisòmers que es denominen enantiòmers. Només difereixen per la seva estructura espacial i pel seu comportament pel que fa a la llum polaritzada. Quan passen a través d'un enantiòmer, el pla de polarització gira, i fan girar el pla de la llum polaritzada en quantitats iguals però en direccions oposades. D (+) dreta (dextrògirs), L (-) esquerra (levògirs). Enantiòmers: igual però canviant L per D.

Els monosacàrids amb més d'un C asimètric tenen cadascun un parell d'estereoisòmers: n = nombre d'àtoms de C asimètrics, nombre d'estereoisòmers = 2ⁿ. Els enzims diferencien els diferents estereoisòmers i els seleccionen, cosa que és de gran importància biològica.

Formes Cícliques

Els aldehids i les cetones en solució aquosa reaccionen fàcilment amb el grup alcohol per donar hemiacetals i hemicetals. Es formen quan les cadenes no rígides dels monosacàrids es corben, ja que els enllaços C fan angles de 110° i això permet que el grup -OH s'enfronti amb el grup aldehid o cetona. Aquestes formes cícliques es presenten molt sovint en la natura.

Formes Anomèriques

En formar-se les formes cícliques, apareix en el monosacàrid un nou C asimètric.

Disacàrids

Els disacàrids tenen funció energètica i de sabor. Estan formats per dos monosacàrids units per un enllaç O-glicosídic amb pèrdua d'una molècula d'aigua. Tenen les mateixes propietats físiques que els monosacàrids (dolços, solubles en aigua, formen cristalls blancs, caramel·litzen amb la calor). En hidrolitzar-se donen lloc als monosacàrids components. Els disacàrids són reductors quan un dels seus monosacàrids no intervé en l'enllaç.

• Sacarosa: Sucre corrent. S'obté de la remolatxa o la canya de sucre. Present en fruites i nèctar de les flors. Edulcora aliments i begudes. El sucre invertit passa de ser dextrògir a levògir després de la hidròlisi.
• Maltosa: Es forma quan es descomponen el midó i el glucogen per hidròlisi.
• Lactosa: Sucre de la llet dels mamífers.
• Isomaltosa: Es forma quan es descomponen per hidròlisi el midó i el glucogen.
• Cel·lobiosa: No es troba lliure en la natura. Es forma quan es descompon la cel·lulosa.

Oligosacàrids

Generalment estan formats per entre 3 i 15 monosacàrids units per enllaços O-glicosídics. Hi ha una gran diversitat d'oligosacàrids perquè es poden ramificar i unir formant cadenes. Aquesta gran diversitat els dota de la capacitat d'emmagatzemar informació. Es troben a la superfície superior de la membrana cel·lular.

Polisacàrids

Els polisacàrids tenen funció de dipòsit d'energia i estructural. Estan formats per molts monosacàrids units per enllaços O-glicosídics amb pèrdua d'una molècula d'aigua per cada enllaç. Són hidròfils. Formen solucions col·loïdals o són insolubles.

Homopolisacàrids

Formats per un sol tipus de monosacàrid:

• Midó: Principal reserva alimentària de les plantes. És una mescla de dos polisacàrids: amilosa i amilopectina. En la digestió han d'intervenir dos enzims, i van apareixent molècules de dextrina, maltosa, isomaltosa i glucosa (quedant al final).
• Glucogen: Reserva alimentària animal. S'emmagatzema a les cèl·lules musculars i hepàtiques.
• Cel·lulosa: És el principal component de la paret cel·lular vegetal. Està formada per unes 15.000 molècules de D-glucosa unides per enllaços glicosídics en cadenes lineals no ramificades. Té una gran resistència, que fa que els animals no la digereixin.
• Quitina: Present a l'exoesquelet dels artròpodes i a la paret cel·lular de molts fongs. Està formada per la repetició d'un derivat de la glucosa: N-acetil-D-glucosamina, units per enllaços O-glicosídics β(1-4).
• Pectina: Contribueix a la formació de la paret cel·lular de les plantes. És un component important en la fabricació de melmelades. És un derivat de la galactosa.

Heteropolisacàrids

• Hemicel·lulosa: Forma part de la paret cel·lular. És un polímer de xilosa, arabinosa i altres monosacàrids.
• Agar-agar: S'obté de les algues roges. És indigerible i s'usa en el cultiu de microorganismes i en la indústria alimentària.
• Gomes vegetals
• Mucopolisacàrids: Substància bàsica intercel·lular del teixit conjuntiu animal.

Funcions Biològiques dels Glúcids

Funció Energètica

Els glúcids són la principal font d'energia per a les cèl·lules. Els animals han de mantenir una concentració adequada de glucosa en sang. El cervell la utilitza com a única font d'energia. Els músculs esquelètics i el fetge emmagatzemen glucosa en forma de glucogen. Després de menjar, l'excés de glucosa es polimeritza a glucogen o s'emmagatzema com a greix. El glucogen muscular serveix com a combustible per als músculs. El glucogen hepàtic serveix per a altres teixits a través del manteniment de la glucosa en sang. El glucogen proporciona energia a curt termini, però els músculs el mobilitzen abans que el greix i el poden transformar en glucosa (molècula d'elecció animal). La sacarosa circula pel floema des de les parts verdes de les plantes. La substància de reserva de les plantes és el midó.

Funció Estructural i Mecànica

La cel·lulosa és el component principal de la paret cel·lular vegetal. Alguns protozous, fongs i bacteris la poden descompondre fins a glucosa, que els subministra energia a ells i a altres herbívors. La quitina i la pectina també tenen funció estructural. La ribosa i la desoxiribosa formen part dels àcids nucleics.

Funció Informativa

Els oligosacàrids es combinen amb lípids i proteïnes formant glicolípids i glicoproteïnes, que confereixen una identitat a les cèl·lules.